國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

沉浮子

一壓一放,如同潛水艇可以控制下沉、上升喔!

※器材:寶特瓶、可彎曲吸管、迴紋針、剪刀

操作步驟與現象

1.剪一小段吸管(約6公分),再對摺。

2.將迴紋針套進對摺的吸管管口,使吸管不會張開,就完成了沉浮子。

3.將水盆或杯子裝水,把做好的沉浮子輕輕放入。

4.調整沉浮玩偶只浮出水面一點點(不要超過0.2公分)。

(1)如果浮出太高,可以再加迴紋針或是把吸管剪短一些。

(2)如果沉下去,可以把迴紋針減少一根再試。

5.將寶特瓶裝滿水,放入做好的沉浮玩偶,旋緊瓶蓋後,用手壓寶特瓶,沉浮子就會沉下去;放鬆,沉浮子就會浮上來喔。

在教學時,建議教師先做好一個成品,以示範方式讓學生觀察其沉浮現象,「驚訝」的效果會相當不錯。接著說明其製作方法與注意事項,尤其要提醒學生沉浮子不可以露出水面太高,否則會發生無論如何用力都無法沉下去的狀況,換言之,沉浮子露出水面越少,越容易沉下去。

觀看實驗影片(4.7M)

原理
       沉浮子浮在水面時,其重量與沉浮子內部的空氣所提供的浮力互相平衡,壓寶特瓶時,因為水的壓力增加,水會進入沉浮子而減少其內部空氣的體積(空氣的粒子數沒有減少),浮力因而降低,沉浮子就會沉下去。反之,放鬆寶特瓶,水的壓力降低時,沉浮子內部空氣的相對壓力較大,會將水擠出,使沉浮子空氣體積增加,浮力也增加了。
叮嚀的話

浮沉玩偶不可以露出水面太高,否則會無論如何用力都無法沉下去的狀況,換言之,浮沉玩偶露出水面越少,就越容易壓沉下去。

在製作完成後,可以讓小朋友慢慢用力壓,仔細觀察吸管內部的水面變化(用透明的吸管),並鼓勵小朋友想一想和浮沉玩偶的下沉、上浮有什麼關係?指導小朋友仔細觀察用力壓時,水是不是會進入吸管內部?

當小朋友成功操作讓一個浮沉玩偶下沉並上浮後,可以請小朋友挑戰下面的任務:

1.製作出數個能夠「依序」先後沉下去的浮沉玩偶,越多個越好(一起下沉或上升的只能算一個)。版主實施的結果,最高紀錄是六個順序,小學生應至少可做出三個。

2.發揮想像力,製作出在下沉與上浮過程中會「自轉」的浮沉玩偶,而且至少要旋轉二圈以上,這個學習任務可能比較難,可以提醒小朋友想一想電風扇的形狀。( 觀看示範影片.)

3.提醒小朋友想一想,除了吸管以外,還有哪些東西可以用來做沉浮玩偶?(例如:筆套、滴管)